随着电子技术广泛应用于汽车，小型电机在汽车上的应用会更加宽广，电机的应用数量也随之增加。作为汽车电器设备的小型电动机及执行元件，使用量每年增长较快，汽车已成为小型电动机的一大应用领域。

汽车用小型电动机概况

随着汽车用小型电动机需求量的不断增长，电动机的技术也在不断进步。汽车用于小型电动机需求量迅速增长的原因有如下几方面：

●大量采用新机构、新设备

●汽车部件动力化、自动化

●一些新系统设计改用电动机驱动。

小型电机在汽车上的电机驱动主要分布于汽车的发动机、底盘、车身三大部位及附件中。一是汽车发动机部件上的应用：主要是在汽车起动机、电喷控制系统、散热器及发电机中的应用。这些部件中须应用多台直流电动机和步进电机。二是汽车底盘车架上的应用：主要是在汽车电子悬架控制系统、电动助力转向装置、汽车稳定性控制系统、汽车巡航控制系统、防抱制动系统及驱动力控制系统的应用。其中广泛应用的是永磁式直流电动机或永磁式步进电动机。三是汽车车身部件上的应用：主要是在中央门锁装置、电动后视镜、自动升降天线、电动天窗、自动前照灯、电动座椅等的应用。其中普遍应用永磁式直流电动机和永磁式步进电动机。

随着电子技术广泛应用于汽车，小型电机在汽车上的应用会更加宽广，如信息系统、导航系统、汽车音响、电视娱乐系统、车载通信系统，电机的应用数量也随之增加。

另外，对于电动汽车混合动力汽车，其动力系统均需要使用电动机。

小型电动机的典型应用实例

●刮水器用电动机

汽车车窗刮水器电动机是在直流励磁电动机上安装减速齿轮机构而制成的，属于一种高效的齿轮电动机。普通刮水器电动机具有以下功能：

a．高低速的速度控制功能；

b．在任意位置上电源切断时刮水器的回位功能；

c．间歇功能，并可根据雨量情况，控制间歇时间，现正在向自动化方向发展。

刮水器电动机应具备稳定性好，小型、轻量，耗电少，电磁噪声小，可靠性高，寿命长及成本低廉的特点。

随着汽车风窗玻璃趋向大型化，刮水器刮水片的擦拭面积加大。因此，刮水器用电动机的另一显著的发展动向是提高转矩。   

为适应汽车高性能化的要求及电气技术的发展，汽车刮水器用电动机技术有了进一步的完善。例如，刮水器电动机的减速齿轮部分，以往采用一个蜗杆和滚动齿轮啮合的蜗杆一级减速机构。该机构由于齿轮压力角等因素，对电枢轴端部及轴承的滑动部分分别产生作用力，导致不必要的能量损失。而现在是在电枢轴上设置旋转方向不同的两个蜗杆，分别和滚动齿轮啮合，组成二级减速机构。由此，可使齿轮的机械效率提高 25％；同时实现机构的小型化，质量比减少 20％，而转矩增加 25％。

●调压式刮水器臂用电机

为适应汽车运行带度的提高，防止高速行车时刮水器的刮水片(弧刷)上浮(离开前窗玻璃)，应调高刮水器臂的压力；另外，为防止刮水片故障，确保其工作可靠性及寿命，刮水臂压力不宜太高。因此，日本部分新车上安装了根据车速控制刮水臂压力的装置。该装置在刮水器臂中安装一微型齿轮传动电机，并有进给丝杠、螺杆、弹簧等装置，通过改变弹簧力作用方向调节刮水器臂压，即在车速高时，适当加臂压；车速低时，降低臂压。

●起动电动机

起动电动机也在向小型化、轻量化方向发展，同时，电动机与各种控制回路组成的系统日益增多，要求电动机控制电路进一步简化、改进。例如可把电路安装在电动机构内，以便减少干扰产生的噪声。为防止汽车的电器配线庞大、复杂，采用多重通信方式，使结构进一步紧凑、小型化。为了提高起动电动机性能，改进了行星齿轮机构的起动电动机的电磁回路。例如使电枢双绕组化；电枢半封闭化及采用永久磁铁等。 

●电动速度表用电动机

电动速度表可以减少驾驶室内的噪声。电动速度表采用步进电动机，由变速器输出与车速成正比的脉冲，根据脉冲信号驱动累计计数器，从而显示出车速。

●座椅自动调节用电动机

为了将驾驶员的操作姿势调整到最佳位置和状态，可用电动机前后、左右、上下方向调整驾驶员座位。而电动座椅靠背的后仰，顶部托架的调节也需要采用电动机驱动，并由微处理器按指令进行控制。

为在座椅与地板之间安装电动机，可采用轻薄、短小的 Dc 电动机。该电动机具有低速、高转矩和低噪声的特点。为使电动机免被烧损，在电动机内设置电流断路器；在输出轴采用电缆接头形式，以便与减速系统连接。

●前照灯矫正装置用电动机

在夜间行车时，由于行驶中的车辆姿态随路面而不断变化，前照灯发出的强光影响对方车辆驾驶人员的视野。因此，在前照灯上设置上下光轴调整部件，用小型磁铁电动机及传动机构驱动，使驾驶员视线更好，确保夜间安全行车。

●转向联动雾灯用电动机

转向联动雾灯是一种可连续地改变雾灯照射角的装置。该装置由电动机驱动，根据转向传感器产生的电信号，利用调节器将电信号变换为脉冲信号，再通过齿轮连杆装置转动灯的副反射镜来控制副光轴。

●怠速控制用步进电机

步进电机与怠速控制阀制成一体，装进发动机进气总管内，电机可顺转或反转，使阀芯作轴向移动，改变阀芯与阀座之间的间隙，可调节气门旁通空气道的空气量。 

●空气悬架系统用步进电机

在主动式空气悬架系统，步进电机装在各个空气悬架气动缸的上部。通过齿轮驱动减振器回转阀控制杆和空气阀控制杆，改变阻尼孔开闭的数量和空气阀芯的角度，从而调节减振器阻尼和悬架的刚度。

●巡航控制系统用电机

电机式的巡航控制执行器中一般使用永磁可逆式伺服电动机，在巡航控制 ECU 的指令下，随时驱动节气门，达到车辆动态恒速的目的，调速伺服电机还用于加速和减速的调整。

●油泵用电机

电控发动机燃油泵、ABS 用油泵、驱动防滑(ASR)系统油泵、电动动力转向油泵等都要用电机驱动。

●空调控制

空调的散热风扇电机、鼓风机和各风门控制等都需要多台电机驱动。

汽车用小型电动机的发展动向

汽车用小型电动机研究的主要技术问题是降低成本、节省电力、提高性能；进一步降低噪声等级，尤其要减少电磁噪声；电动机小型化、无刷化；开发轻薄短小的精密电机；采用微机控制等。

国内外厂家通过采用新的设计技术、精密加工技术、电子技术、引进新材料和新工艺，相继开发汽车用小型、精密电动机，其技术新动向主要有以下几方面：

●采用优化设计

为加快小型电动机的更新换代，缩短小型电动机从设计到生产的时间，使试制和实验合理化，国内外积极采用了计算机辅助设计。采用优质硅钢片，经过优化设计，使电动机取得了节电效果。美国布莱克-德克尔公司推出的 M-73 电动机，采用计算机辅助设计激磁绕组的铁芯叠片与通风系统，使电动机功率提高 35％ ；通过电动机的优化设计，改进了对电动机磁路和铁芯冲片，使电动机外径尺寸减小 23％，节电 20％，比利时一厂家利用有限元法，并通过计算机辅助设计，使电动机内部冷却得到优化，降低了转子温升，并使其绕组得到好的绝缘和浸渍，从而使电动机噪声降低 8 dB，效率达到 97.7％。

●开发高性能磁钢

大力开发高性能稀土类磁钢，是进一步提高汽车用小型电动机性能指标的重要途径。一些物美价廉的铁氧体磁钢也为小型电动机提供了良好的永磁材料。

目前用钕铁硼起动机、钕铁硼磁钢的步进电动机，可使其同步转矩提高 30％~40％，转矩 / 惯性之比提高 30％~35％。

●改进电动机结构

改进小型电动机的结构，谋求减少零部件的数量及电动机外形尺寸，也是各厂家深入探索的课题。如日本东芝公司就曾率先将逆变器与电动机合为一体，其措施如下：减少控制回路的元件使之高度集成化；采用冷却风扇缩小散热片等。从而，使逆变器体积缩小 50％，变得更紧凑；由于逆变器与电动机整体化，安装方便，且噪声低。

国外开发的一种电动机采用外转子结构，将定子装配在空心的外转子内，日本神钢电机公司将离合器、制动器以及减速器与电动机组合成一体。该电机产品结构紧凑，具有复合功能，适用于用作转向系统的电子控置装置的驱动电机。

●无刷化

直流电动机效率高，而且控制性能优异，多用来控制速度和位置。但是由于电刷与整流子之间有滑动接触，从而产生磨损及电磁噪声。各国相继开发用电子换向代替换向器与电刷电动机，质量轻，体积小，可靠性高，寿命高达 1 万小时以上。同时，它又可以和集成化的控制回路构成一体，具有高效率、高精度的优点。   

●采用微机控制

小型电动机的发展依赖于电子技术相结合的紧密程度。引进微机控制可减少电动机控制电路的体积并进一步提高其性能，节省安装费用。随着汽车机电一体化技术和汽车电子技术的发展，这类电动机将在汽车上发挥更大作用。

可以预期，新一代汽车用小型电动机通过引进新工艺、新材料，并与微电子技术相结合，也大幅度提高汽车电气装备及整车的各项性能指标。